某諧波減速機(jī)波發(fā)生器柔性軸承疲勞壽命研究與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、波發(fā)生器是諧波齒輪減速機(jī)的關(guān)鍵部件之一，其大變形彈性元件柔性軸承在波發(fā)生器凸輪和柔輪的作用下承受循環(huán)交變載荷，導(dǎo)致柔性軸承極易發(fā)生疲勞失效，從而極大地縮短了諧波減速機(jī)的使用壽命。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，在滿足柔性軸承強(qiáng)度的條件下，對(duì)其進(jìn)行疲勞壽命分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有十分重要的意義。
　　本文基于某型號(hào)諧波減速機(jī)，對(duì)其波發(fā)生器柔性軸承的疲勞壽命及結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題，展開了以下幾方面的研究工作:
　　(1)波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及虛擬樣機(jī)建模。首

2、先，根據(jù)諧波齒輪傳動(dòng)原理及柔輪的變形規(guī)律設(shè)計(jì)剛性凸輪的輪廓曲線。然后，通過(guò)研究柔性軸承的運(yùn)動(dòng)學(xué)，確定柔性軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)，最后在UG中分別建立波發(fā)生器凸輪和柔性軸承的虛擬樣機(jī)模型。
　　(2)建立波發(fā)生器的有限元分析模型，并對(duì)其進(jìn)行有限元分析。將虛擬樣機(jī)模型導(dǎo)入到有限元分析軟件HyperMesh及MARC中進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)柔性軸承裝配及額定工況下進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)接觸分析，獲取最大應(yīng)力變化曲線，最后針對(duì)其最大應(yīng)力校核柔性軸承各個(gè)元件滿足強(qiáng)度

3、要求。
　　(3)對(duì)波發(fā)生器柔性軸承進(jìn)行疲勞壽命分析。研究柔性軸承的失效形式，利用疲勞分析軟件MSC.Fatigue對(duì)柔性軸承在額定工況下進(jìn)行彎曲疲勞壽命仿真，在其不會(huì)發(fā)生彎曲疲勞失效的情況下，理論計(jì)算柔性軸承的接觸疲勞壽命。
　　(4)基于波發(fā)生器柔性軸承的疲勞壽命對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。以波發(fā)生器柔性軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量，變量間的幾何關(guān)系為約束條件，柔性軸承的疲勞壽命為目標(biāo)函數(shù)，以提高其疲勞壽命值為目標(biāo)，利用遺傳算法對(duì)柔